JPH08196882A

JPH08196882A - 微細気泡液の生成方法

Info

Publication number: JPH08196882A
Application number: JP1053795A
Authority: JP
Inventors: Kiyonori Niino; 清憲新納
Original assignee: NIPPON GIJUTSU KAIHATSU CENTER KK
Current assignee: NIPPON GIJUTSU KAIHATSU CENTER KK
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1995-01-26
Publication date: 1996-08-06

Abstract

(57)【要約】【目的】高度に活性化され且つ微細な気泡を多量に含
有する微細気泡液を経済的に生成できるようにし、液体
燃料の改質処理や活性水製造のコストダウンを計る。【構成】気体と液体を混合すると共に、前記気体と液
体の混合流体をセラミックから成る多孔質粒状充填体、
セラミック粉を混練したプラスチックから成る多孔質粒
状充填体、プラスチック粒体にセラミックコーティング
をして成る多孔質粒状充填体の内の少なくとも一つを充
填した圧力タンク内で加圧混合したあと、該圧力タンク
から混合流体を大気圧下へ導出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体燃料や水等の中へ
多数の微細気泡を分散混合させることにより、溶存酸素
量等を大幅に増加した微細気泡液の生成方法の改良に係
り、主として液体燃料の改質や園芸及び農業用水、風呂
用水や洗濯用水、醸造用水、飲料用水等の製造に使用さ
れるものである。

【０００２】

【従来の技術】液体燃料や水中へ多数の気泡を分散混合
させると、燃焼効率が向上して発熱量が増加したり、或
いは水中の溶存酸素量が増加して水が活性化され、植物
の生育が促進されたり、水の洗浄能力が高まって洗剤使
用量の削減が可能になること等が、従来から広く知られ
ている。

【０００３】図４は、従前の気泡水（気泡含有活性水）
の製造方法の一例を示すものであり、多数の小孔Ａを有
する攪拌羽根ＢをケーシングＣ内で高速回転させ、水供
給口Ｄから供給した水に空気供給口Ｅから供給した空気
を攪拌混合することにより、気泡平均粒径が２０μｍ〜
５０μｍの微気泡を５〜３０（ＶＯＬ％）含有する気泡
水を取出口Ｆから連続的に取り出すように構成されてい
る（実開昭５９−１８４８２７号）。

【０００４】しかし、前記図４の装置では、攪拌羽根Ｂ
の高速回転に相当の駆動エネルギーを必要とするうえ、
空気供給用コンプレッサーを別途に必要とするため、装
置の大型化や作動操作の複雑化が避けられないと云う難
点がある。また、従前の気泡水製造装置では、水中へ混
入される気泡の径に相当のバラツキがあるうえ、気泡径
やその混合率の調整が著しく困難である。その結果、気
泡水が完全な乳化状になり難く、所謂理想的なエマルジ
ョン状の気泡液が得られないと云う問題がある。更に、
従前の気泡水製造装置では、水中へ混入される気泡径に
バラツキがあるだけでなく、その混合が比較的不十分で
あるため、製造された気泡水内から気泡が早期に抜け出
すことになり、気泡水の使用上に様々な支障を生ずると
云う難点がある。加えて、従前の気泡水製造装置では、
水そのものにエネルギーを吸収せしめてその活性度を高
めると云う作用が殆んどなく、所謂高度に活性化された
気泡含有活性水が得られないと云う問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従前の気泡
水発生装置に於ける上述の如き問題、即ち装置の構造
が複雑で大形となり、しかも作動操作が複雑で手数がか
かると共に、多量のエネルギーを消費すること、粒径
の揃った微細気泡が混入した理想的な気泡水が得られな
いこと、気泡水からの気泡の抜け出しが比較的早いこ
と、高度に活性化された気泡水が得られないこと等の
問題を解決せんとするものであり、小形で取扱い性に優
れ、しかも、粒径の揃った微細気泡を高混合率で且つ均
質に包有する理想的なエマルジョン状であって、且つ高
度に活性化された気泡液を容易に得られるようにした微
細気泡液の生成方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明は、気体と液体
を混合すると共に、前記気体と液体の混合流体をセラミ
ックから成る多孔質粒状充填体、セラミック粉を混練し
たプラスチックから成る多孔質粒状充填体、プラスチッ
ク粒体にセラミックコーティングをして成る多孔質粒状
充填体の内の少なくとも一つを充填した圧力タンク内で
加圧混合したあと、該圧力タンクから気液混合流体を大
気圧下へ導出することを発明の基本構成とするものであ
る。

【０００７】

【作用】先ず、液体の中へ吸引若しくは吹き込み等の方
法で気体を混合することにより、液体と気体の混合流体
が形成されると共に、形成された混合流体は、所定の圧
力が加わった状態で多孔質セラミック等を充填した圧力
タンク内で攪拌混合される。加圧タンク内で気液混合流
体が攪拌流動することにより、気液混合流体内の気泡は
多孔質セラミック粒体の微細孔内を通過することにな
り、これによって混合流体内の比較的大きな気泡が粒径
１〜１０μｍ程度の微細気泡に細分化されると共に、細
分化された気泡が液体内へより均一に攪拌混合される。
また、混合流体が加圧状態下で加圧タンク内を攪拌流動
することにより、気泡の溶解度が著しく向上し、後述す
る如く長期に亘って気泡の分離を生じない微細気泡液が
得られる。

【０００８】一方、混合流体の流動により圧力タンク内
に充填された多孔質セラミック自体も激しく攪拌混合さ
れ、相互の摩擦や衝突を繰り返すことによって摩擦電気
等が発生する。その結果、液分子の電気分解等を起生
し、所謂活性化液が得られることになる。また、多孔質
セラミック自体から放射される遠赤外線エネルギー等が
液体に吸収されることにより、液体そのものが高度に活
性化されることになる。前記圧力タンク内で攪拌混合さ
れた気液混合流体は、加圧タンクから導出されて活性液
貯留槽内へ導入され、ここで大気圧下へ減圧開放される
ことにより、微細気泡液はほぼ完全にエマルジョン化さ
れ、高度に活性化された活性液となって外部へ取り出さ
れて行く。

【０００９】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。図１は本願方法発明の第１実施例を示すものであ
り、図に於いて、１は加圧タンク、２は液体、３は気
体、３ａは気体噴出ノズル、４は圧力計、５ａ〜５ｄは
バルブ、６は活性液貯留槽、７は多孔質粒状充填体、８
は気液混合流体、８ａは微細気泡液である。

【００１０】前記加圧タンク１は金属又は合成樹脂製筒
体１ａの内部に多孔質セラミックの粒状充填体７を充填
したものであり、多孔質セラミックとしては比重２．５
〜４．０、直径１〜２０ｍｍφ程度の球状体が使用され
ている。また、本実施例では多孔質セラミックの粒状充
填体７を球形状としているが、その形状は外径２０ｍｍ
以下、長さ２０ｍｍ以下の円柱体や外径２０ｍｍφ以
下、内径１〜１８ｍｍφ、長さ２０ｍｍ以下の円筒体と
することも可能である。更に、前記粒状充填体７の材質
としては、結晶組織が硬く緻密で容易に割れたり摩耗し
たりせず、しかも耐水性、耐アルカリ性、耐酸性を有す
る多孔質セラミック材が望ましい。

【００１１】尚、本実施例では多孔質セラミックから成
る粒状充填体７を使用しているが、多孔質粒状充填体７
としては、セラミック粉を混練したプラスチックから成
る多孔質粒状充填体７やプラスチック粒体にセラミック
コーティングをして成る多孔質粒状充填体７であっても
よい。また、前記各多孔質粒状充填体７は、原材料であ
るセラミック材又はプラスチック材の中に、遠赤外線放
射物質や磁鉄鉱等の帯磁性物質、酸化ウラン鉱等の放射
性物質、遷移性金属酸化物等の触媒物質等を一種又は二
種以上含有するものが望ましい。

【００１２】前記液体２としては水やガソリン、軽油、
灯油、重油又はその他の液体燃料が供給される。また、
前記気体３としては空気や酸素、オゾン、炭酸ガス、窒
素等が供給される。尚、本実施例に於いては液体２とし
て水が、また気体３として空気が供給されている。

【００１３】次に、本発明による微細気泡液８ａの生成
について説明する。図１を参照して、先ず加圧タンク１
内へ所定量の多孔質充填体７を充填し、次に加圧タンク
１内へ液体２を圧入すると共に、気体３を気体噴出ノズ
ル３ａから噴出する。前記気体３の噴出は、気体３が空
気の場合にはコンプレッサー等により、また気体３がＣ
Ｏ₂やＮ₂の場合は減圧弁を通して自圧により行なう。
また、液体２の圧入は、通常ポンプにより行なうが、気
体による加圧によって圧入することも可能である。更
に、液体２及び気体３の供給は、両者を同時に加圧タン
ク１内へ供給するようにしてもよいが、所定量の液体２
を加圧タンク１内へ貯留したあと、気体３を供給して加
圧タンク１内を加圧するようにしてもよい。加えて、微
細気泡液８ａの生成は通常バッチ方式により行なわれ、
加圧タンク１内に貯留した所定量の液体２の処理が終わ
ると、微細気泡液８ａを活性液貯留槽６へ移流させ、再
度新たな液体２を加圧タンク１内へ供給するようにして
いるが、バルブ５ａ、５ｂ、５ｃの開度調整により、微
細気泡液８ａを連続的に活性液貯留槽６へ導出する連続
処理方式とすることも可能である。

【００１４】前記気体３及び液体２の供給により、加圧
タンク１内は約２〜５ｋｇ／ｃｍ²の圧力に加圧される
と共に、加圧タンク１内の混合流体８及び粒状充填体７
は噴気流等によって激しく攪拌流動される。その結果、
液体２内へ噴出された比較的大きな気泡は、攪拌流動中
にタンク１内の多孔質粒状充填体７の孔部内を通過する
ことになり、孔部内を通過する間に粒径が１〜１０μｍ
程度の微細気泡に細分化されると共に、液体２内へより
均一に攪拌混合されることになる。

【００１５】尚、加圧タンク１内では、多孔質セラミッ
クの粒状充填体７そのものも攪拌混合され、相互に摩擦
や衝突を繰り返す。その結果、粒状充填体７には所謂摩
擦電気や圧電気が発生する。また、粒状充填体７が衝突
によって加熱されたり、赤外線等を吸収したりすること
によって、これに所謂焦電気が発生する。このようにし
て粒状充填体７が帯電すると、その内部を流通する液体
２の分子が電気分解されたり、帯電体の放電々流により
生じた磁界によって磁化されることになり、所謂液体２
そのものも活性化されることになる。また、多孔質粒状
充填体７内に遠赤外線放射物質や帯磁性物質、放射性物
質、触媒性物質等が含有されている場合には、混合物質
からの放射エネルギーを吸収することにより、微細気泡
液８ａ自体がより高度に活性化されることになる。

【００１６】加圧タンク１内で気泡が微細化された微細
気泡液８ａは引き続き開放された活性液貯留槽６内へ導
入され、ここで大気圧に減圧されたあと、供給箇所へ導
出されて行く。

【００１７】図２は本発明の第２実施例を示すものであ
り、液体圧送ポンプ９と気体吸入器１０を用いて、微細
気泡液８ａを連続的に生成する場合を示すものである。
即ち、ポンプ９を起動し、液貯留タンク（図示省略）か
ら液体２を気体吸入器１０を通して加圧タンク１内へ圧
入する。また、前記ポンプ９の起動と同時に気体吸入バ
ルブ１１の開度を調整し、気体吸引器１０を介して吸液
中へ混入する気体３の混入量を所定値に制御する。尚、
本実施例ではポンプ９によって液貯留タンク内の液体を
加圧タンク１内へ圧入するようにしているが、液体２が
水であって且つ２〜５ｋｇ／ｃｍ²以上の水圧が得られ
る水源（例えば水道設備）がある場合には、液貯留タン
ク及びポンプ９の使用を排して水道水等を気体吸入器１
０を通して加圧タンク１内へ直接供給するようにしても
よい。また、本実施例では気体吸入バルブ１１を通して
気体（空気）３を液体２内へ吸引混合するようにしてい
るが、気体３が加圧ガスの場合には、気体吸入器１０を
省略して直接ガスを液体内へ放出してもよい。

【００１８】気体吸入バルブ１１を開放すると、気体吸
入器１０の発生する吸引力によって所定量の気体３が液
体２内へ吸引混入される。また、気液混合流体８は引き
続き２〜５ｋｇ／ｃｍ²の圧力で圧力タンク１内へ導入
され、内部に充填した多孔質セラミック粒状充填体７の
孔部内を通過する間に、比較的大きな気泡が粒径１〜１
０μｍ程度の微細気泡に細分化されると共に、液内へよ
り均一に攪拌混合されることになる。

【００１９】尚、前記図２では気体吸入器１０をポンプ
９の吸液側に配設しているが、これをポンプ９の吐出側
に設けるようにしてもよい。また、図３は本発明の第３
実施例を示すものである。本実施例では、気体混合器１
２をポンプ９の吐出側に配設し、気体３の有する圧力で
もってこれを液体２内へ混入すると共に、加圧タンク１
から微細気泡液８ａを連続的に活性液貯留槽６内へ流出
させるように構成されている。

【００２０】気体３を空気、液体２を水とした場合、本
発明の方法により製造した微細気泡液８ａには、粒径１
〜３０μｍ（平均粒径３〜１０μｍ）の微細気泡が約２
０〜４０ＶＯＬ％の混合率で混合されており、その結
果、水内の溶存酸素は定常飽和状態の値の２０〜５０％
増加していることが、試験結果より確認されている。ま
た、エマルジョン化された微細気泡液８ａ内の微細気泡
は、気泡液８ａを静置せしめた場合でも容易に水と分離
せず、約１０分間程度はエマルジョン化状態に保持され
る。即ち、微細気泡液８ａの貯留可能時間が長いため、
当該気泡液８ａの使用が極めて便宣となる。

【００２１】前記微細気泡液内の気泡は比較的安定した
分散系を形成し、長時間水溶液中に存在する。また、水
溶液中の微細気泡は有機物や様々な微粒子を吸着する機
能を有するため、水中に存在する有機物は凝集沈殿し、
水の浄化が行なわれることになる。更に、水溶液中の微
細気泡は錆や有機物等で凝固しているスケールの隙間へ
入り込み、一種の解膠作用によって凝固体を分散（放
散）させる作用を有している。そのため、洗濯水などに
使用した場合には、より少ない洗剤で所望の洗浄度を得
ることができ、また風呂用水として用いた場合には、人
体の洗浄効果等が向上する。加えて、水溶液中の微細気
泡は消費される溶存酸素を次々に補給する作用をするた
め、水の嫌気化の防止や消毒・殺菌作用を果たすことに
なり、洗濯や風呂用水としては極めて好都合である。
尚、空気吸入口にオゾン発生器を接続した場合には、前
記消毒・殺菌作用がより一層向上することになる。

【００２２】本発明では、粒状充填体７内に含まれる物
質を変えることにより、微細気泡液の用途に応じた液体
の活性化が可能になると共に、気体及び液体の組み合わ
せを変えることにより、様々な物質の改質に応用するこ
とができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明に於いては、液源から供給される
２〜５ｋｇ／ｃｍ²の液圧を有する液体内へ気体を混合
させ、当該気泡液を多孔質粒状充填体を充填した加圧タ
ンクを通して内部気泡の微細化及び再混合を行なう構成
としている。その結果、２〜５ｋｇ／ｃｍ²程度の液圧
でもって微細気泡を多量に含むエマルジョン状の微細気
泡液を安定して連続的に製造することができるうえ、装
置の構成も極めて簡素化でき、大幅な小形軽量化が可能
となる。

【００２４】また、液体の有する運動エネルギーを利用
して気体の吸引、気泡の微細化及び微細気泡液のエマル
ジョン化等の作用が全て行なわれるため、装置の運転操
作も極めて単純化でき、取扱が容易となる。更に、製造
された微細気泡液は長時間に亘ってエマルジョン状態に
保持されるため長期に亘って活性を保持することにな
り、使用上極めて便宣となる。加えて、本発明により製
造された微細気泡液は、微細気泡を多量に含むと共に、
充填体の有する高い放射エネルギーを吸収することによ
り高度に活性化されており、その結果、高い洗浄効果や
殺菌効果、醸造効果、植物の生育促進効果、液体燃料の
改質効果等を発揮することができる。上述の如く、本願
発明は優れた実用的効用を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す説明図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す説明図である。

【図３】本発明の第３実施例を示す説明図である。

【図４】従前の気泡水の製造方法の一例を示すものであ
る。

【符号の説明】

１は加圧タンク、１ａは本体、２は液体、３は気体、３
ａは気体噴出ノズル、４は圧力計、５ａ〜５ｄはバル
ブ、６は活性液貯留槽、７は多孔質粒状充填体、８は気
液混合流体、８ａは微細気泡液、９は液体圧送ポンプ、
１０は気体吸入器、１１は気体吸入バルブ、１２は気体
混合器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気体と液体を混合すると共に前記気体と
液体の混合流体をセラミックから成る多孔質粒状充填
体、セラミック粉を混練したプラスチックから成る多孔
質粒状充填体、プラスチック粒体にセラミックコーティ
ングをして成る多孔質粒状充填体の内の少なくとも一つ
を充填した圧力タンク内で加圧混合したあと、該圧力タ
ンクから気液混合流体を大気圧下へ導出する構成とした
ことを特徴とする微細気泡液の生成方法。
【請求項２】液体圧送ポンプの液体吸込側又は液体吐
出側に気体吸入器を取り付け、吸入液体の流れを利用し
て気体を液体内へ吸入混合すると共に、前記液体圧送ポ
ンプによって混合流体を圧力タンク内へ圧送するように
した請求項１に記載の微細気泡液の生成方法。
【請求項３】気体を空気、酸素、オゾン、炭酸ガス又
は窒素ガスとし、液体を水、ガソリン、軽油、灯油、重
油又はその他の液体燃料とした請求項１又は請求項２に
記載の微細気泡液の生成方法。
【請求項４】セラミックから成る多孔質粒状充填体、
セラミック粉を混練したプラスチックより成る多孔質粒
状充填体及びセラミックコーティングをしたプラスチッ
ク粒体より成る多孔質粒状充填体が、遠赤外線放射物
質、帯磁性物質、放射性物質、触媒性物質の中の少なく
とも一種を含むものとした請求項１又は請求項２に記載
の微細気泡液の生成方法。